CN107264211A - 一种瞬态主动式直线电机电磁悬架 - Google Patents
一种瞬态主动式直线电机电磁悬架 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107264211A CN107264211A CN201710535992.1A CN201710535992A CN107264211A CN 107264211 A CN107264211 A CN 107264211A CN 201710535992 A CN201710535992 A CN 201710535992A CN 107264211 A CN107264211 A CN 107264211A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control
- control unit
- magnetic fluid
- suspension
- unit ecu
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
- B60G17/0162—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input mainly during a motion involving steering operation, e.g. cornering, overtaking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
- B60G17/0165—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input to an external condition, e.g. rough road surface, side wind
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
- B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
- B60G17/052—Pneumatic spring characteristics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/06—Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
- B60G17/08—Characteristics of fluid dampers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/40—Type of actuator
- B60G2202/42—Electric actuator
- B60G2202/422—Linear motor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/10—Acceleration; Deceleration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/20—Speed
- B60G2400/208—Speed of wheel rotation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/80—Exterior conditions
- B60G2400/82—Ground surface
- B60G2400/821—Uneven, rough road sensing affecting vehicle body vibration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
- B60G2401/21—Laser
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
- B60G2401/28—Gyroscopes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
- B60G2600/18—Automatic control means
- B60G2600/182—Active control means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
- B60G2800/16—Running
- B60G2800/162—Reducing road induced vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
- B60G2800/90—System Controller type
- B60G2800/91—Suspension Control
- B60G2800/912—Attitude Control; levelling control
- B60G2800/9123—Active Body Control [ABC]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种瞬态主动式直线电机电磁悬架，属于汽车悬架技术领域。为主动式悬架，采用轮毂悬架整体结构，控制及执行机构均安装在车轮内，轮毂内安装直线电机电磁悬架，该悬架由三个子控制单元组成，可实现瞬态回能平顺性控制，其中第一个子单元是直线电机控制单元，负责悬架离地间隙的控制，采用恒力控制，在运动过程中处于恒力状态，为第一级恒力控制；第二个子单元是磁流体阻尼控制单元，直线电机控制单元无法完全实现恒力控制，剩余的压力波动通过磁流体阻尼控制单元进行消除，实现二级恒力控制；采用全新的控制模式，根据路面状况瞬态调精准整离地间隙和阻尼，主动消除了车辆震动，结构极其简单，是未来电动车发展的方向，极具市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种瞬态主动式直线电机电磁悬架，属于新能源汽车技术领域。
背景技术
虽然现代汽车电控悬架系统的结构形式和控制方法多种多样（如气压式电控悬架和油压式电控悬架），但它们的基本原理和功能却是相同的，其基本目的是通过控制调节悬架的刚度和阻尼力。
其基本功能有：
1）车高调整：无论车辆的负载多少，都可以保持汽车高度一定，车身保持水平，从而使前照灯光束方向保持不变；当汽车在坏路面上行驶时，可以使车高升高，防止车桥与路面相碰，提高通过性；当汽车高速行驶时，又可以使车高降低，以便减少空气阻力，提高操纵稳定性；
2）减振器阻尼力控制：通过对减振器阻尼系数的调整，防止汽车急速起步或急加速时“后蹲”；防止紧急制动时的“点头”；防止汽车急转弯时车身横向摇动；防止汽车换档时车身纵向摇动等，提高行驶平顺性和操纵稳定性；
3）弹簧刚度控制：与减振器一样在各种工况下，通过对弹簧弹性系数的调整，来改善汽车的乘坐舒适性与操纵稳定性。
电子控制悬架系统
电控悬架系统可分为半主动式、主动式两大类。其中半主动式又分为阻尼力有级可调和阻尼力连续可调两种；主动式悬架根据频带和能量消耗的不同，分为全主动式（频带宽大于15Hz）和慢全主动式（频带宽3～6Hz）；而根据驱动机构和介质的不同，可分为电磁阀驱动的油气主动式悬架和由步进电动机驱动的空气主动式悬架。
无级半主动悬架可以根据路面的行驶状态和车身的响应对悬架阻尼力进行控制，并在几毫秒内由最小变化到最大，使车身的振动响应始终被控制在某个范围内；主动式悬架是一种能供给和控制动力源(油压、空气压)的装置。根据各种传感器检测到的汽车载荷、路面状况、行驶速度、起动、制动、转向等状况的变化，自动调整悬架的刚度、阻尼力以及车身高度等。它能显著提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性，但是成本较高，能耗也较大。
电磁减震器的电子控制器ECU根据加速度传感器检测到的路面实际状况和悬架行程传感器检测到的实际运动行程，发出指令控制电磁减震器内的电流。
电磁减震器的控制有两种方式：第一种是纯电磁控制，减震器内没有了传统油液减震器的油液，电子减震器活塞外侧有定子线圈，控制定子线圈的电流强度，从而精确控制直线电动机的反方向运动阻尼力和减振力，缓和路面的冲击与振动。输入的电流越大，定子线圈中产生的磁场就越强，直线电动机产生反方向的阻尼力和减振力也就越大；第二种是电液一体控制，和传统油液减震器一样，依靠油液在节流孔的流动实现阻尼效果，只是电磁减震器内的油液是一种新型的电磁液，它是由合成碳氢化合物以及3至10微米大小的磁性粒子组成的。一旦控制单元发出脉冲信号，线圈内便会产生电压，从而形成一个磁场，改 变其中粒子的排列方式。这些粒子会按垂直于油流的方向排列，从而起到阻碍油在活塞通道内流动的效果，如此便能改变减震特性。
电子控制悬架系统由传感器与开关、控制单元、执行元件等电子器件组成。传感器和开关将路面输入的模拟信号转换为数字信号传送给控制单元ECU，控制单元ECU将传感器输入的电信号进行分析处理后输出控制信号给执行元件，执行元件的机械动作改变减振器的阻尼系数，调整弹簧的高度和刚度。
综上所述，车高调整、减振器阻尼力控制、弹簧刚度控制。车身高度的调整是通过一个电机来实现的。所考虑的角度是让车的底盘与地面之间的距离保持一个适合的高度，这样的调整是一种静态调整，车身高度的调整其作用是1）车身保持水平；2）行驶在坏路面上行驶时，可以使车高升高提高通过性；3）当汽车高速行驶时，降低车高，提高操纵稳定性。要完成这三项功能，四个车轮的独立悬架要协同工作，才能够完成，这样的考虑方案并没有考虑某一个车轮突然碾压到一个突起（或者一个坑洼），该悬架调整电机并不工作，而是通过悬架弹簧来实现悬架距离的改变，冲击发生非线性震动，通过减震阻尼来吸收冲击动量。这样的控制方案是被动的，是冲击振动发生之后，想办法消除其影响。
如何突破传统被动悬架的局限性，使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应，从而保证汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性要求都能得到满足是一个亟待解决的问题。本发明所考虑的角度是主动控制。也就是，车辆在行驶的过程中，预先探测路面情况，根据路面的情况提前预定悬架调整的应对方案，实现恒力控制，这一方案是主动控制，这种主动控制思路完全不同于被动控制，被动控制是振动发生了之后在想办法消除影响，而振动一旦发生所产生的震动效应是非线性的，是很难控制的；而对主动控制而言，在震动没有发生之前，想办法把即将出现的震动扼杀在摇篮中，这样的控制方案显是被动控制所无法比拟的。
具体实现方案如下：
当车轮碾压到一个突起的时候，电动车的轮胎受到冲击，沿转动方向有一个切向力和垂直向上的力，这会造成轮胎沿转动方向加速转动一个角度，并使得整个轮胎向上运动；冲击消失的瞬间，向上跳动的轮胎落地，造成向下的一个冲击。本发明所设想的是预先探测路面这个凸起的大小，提前规划悬架离地的曲线以及车轮外缘转速的改变量，在碾压的瞬间进行调整，悬架垂直运动配合轮胎外缘的附加转动可实现垂直方向的减振；其振动分为垂直振动和水平振动。
水平面纵向减振原理：轮胎的线速度决定了车辆的运动速度，例如转动n圈的轮胎速度为，受到冲击后，如果要保持轴心的位置不变，那么转动n圈的轮胎速度为，因，所以有，因而受冲击后，需沿转动方向加速转动一个角度，提高轮胎线速度才能化解轮胎钢圈受到冲击。
垂直振动，车轮再碾压到一个突起这时候，车轮受到冲击后，如果能保持轴心的位置不变，那么就可以消除垂直方向的振动，为了达到这个目标，就必须瞬间缩短悬架的长度，同时额外增加轮胎外缘的线速度；如果车轮碾压到一个坑洼的时候，则需要瞬间增加悬架的长度，并施加一个恒力，同时额外减少轮胎外缘的线速度，这个调整过程中，车轮对路面所施加的压力始终是一个恒定的力，主动化解了瞬态冲击，这样的主动控制在理想的状态下，车辆在坑洼路面行驶的时候，与在优质平直道路上行驶的感觉是相同的，这就是本发明所期望达到的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种瞬态主动式直线电机电磁悬架，采用直线电机电磁悬架来实现恒压力主动式车辆减震，克服现有电磁悬架系统被动控制能耗高、应对非线性震荡控制程序复杂、可以把路面不平造成的车辆震动控制在一个极低水平，这种新型的直线电机电磁悬架在震动控制理论上具有优越性，从原理及理论的角度上来看，可以完全消除震动，具有反应速度快、无超调特性，可避免现有各类悬架存在的诸多缺点。
本发明技术方案是：采用轮毂悬架整体式结构，控制及执行机构均安装在车轮内，轮毂（34）内安装有刹车盘（26）、刹车片（32）以及直线电机电磁悬架（41），直线电机电磁悬架（41）由三个子控制单元组成，可实现瞬态回能平顺性控制，其中第一个子单元是直线电机控制单元，负责悬架离地间隙的控制，采用恒力控制，在运动过程中处于恒力状态，为第一级恒力控制；第二个子单元是磁流体阻尼控制单元，直线电机控制单元无法完全实现恒力控制，剩余的压力波动通过磁流体阻尼控制单元进行消除，实现二级恒力控制；第三个子单元是空气弹簧控制单元，负责调整悬架的刚度以及初始悬架离地间隙，进一步消除残余的压力波动，抹平剩余震动，实现第三级恒力控制；
四个独立车轮协调工作：每一个车轮是一个独立的智能主动调控装置，四个车轮的控制单元ECU（6）与车载电脑连通，在独立调控的同时，可联合协调工作，当车辆在转弯的时候，每个车轮的加速度、陀螺仪、转速信号传输到车载电脑中，用车载电脑的侧倾程序进行分析，直接给出指令，协调控制直线电机电磁悬架（41）改变长度，实现车辆自动侧倾功能；当车辆在坑洼路面上，某个车轮被陷入坑凹，根据重力分布原理，受力传感器会把四个轮子的受力情况传输给车载电脑，车载电脑会根据重力均分程序进行分析计算，调整改变直线电机电磁悬架（41）受力状态，协调控制另外三个没有陷入坑凹驱动车轮，使车辆脱困；
直线电机电磁悬架控制系统：由激光测距器（1）、车载电脑、位移传感器（5），受力传感器（3-1）、转速传感器（3-2）、嵌套固定缸体（24）、磁流体缸体（23）、气液隔离活塞（22）、端头封堵活塞（33）、磁流体（36）、磁流体阻尼控制装置（35）、空气弹簧高压气室（37）、高压空气端口（11）、活动窗口（25）、直线电机缸体（30）、高压空气泵（42）、控制单元ECU（6）、加速度-陀螺仪合传感器、轮毂电机（27）、直线电机电磁悬架（41）、连接固定板（43）构成；
嵌套固定缸体（24）上端内嵌套有磁流体缸体（23），该缸体内设有气液隔离活塞（22）和端头封堵活塞（33），两个活塞之间装有（参见图8）磁流体（36），气液隔离活塞（22）下方位置设有受力液压管（2），受力液压管（2）与受力传感器（3-1）连接，受力传感器（3-1）上再固定安装有转速传感器（3-2），磁流体（36）内置入磁流体阻尼控制装置（35），磁流体阻尼控制装置（35）固定安装在推力杆（18）上端，磁流体缸体（23）顶端与气液隔离活塞（22）之间为空气弹簧高压气室（37），磁流体缸体（23）顶端设有高压空气端口（11），嵌套固定缸体（24）的下端内嵌套安装直线电机缸体（30），直线电机缸体（30）的外侧缸壁与轮毂电机主轴（28）固定连接，嵌套固定缸体（24）的两侧设有活动窗口（25），直线电机缸体（30）可以在活动窗口（25）限制范围内上下运动，嵌套固定缸体（24）上设有嵌套固定缸体环形护板（31）防止直线电机缸体（30）上下运动发生偏移，直线电机缸体（30）上端内嵌套安装磁流体缸体（23）；嵌套固定缸体（24）与磁流体缸体（23）具有一体结构，嵌套固定缸体（24）的外侧壁通过连接固定板（43）与车架（38）连接固定，连接固定板（43）上安装有轮毂电机电源线（39）接线端头、直线电机电磁悬架电源线（40）接线端头，信号线（9）接线端头、控制单元ECU（6），控制单元ECU（6）内安装有加速度&陀螺仪传感器；U形电磁铁固定筒（14）的顶端设有保护胶垫（29）；
在每一个车轮的前端车架上安装有激光测距器（1）测量车架与地面之间的距离，测距信号传输到控制单元ECU（6），经过信号滤波处理和计算之后，获得地面凹凸不平与地面瞬态间距为l，理想平面之间的距离为平均值L，地面凹凸的该变量Δh =L─l，另一方面转速传感器也同时将所测信号传输到控制单元ECU（6），获得车轮角速度ω，瞬态调速控制法则满足Δω=─Δhω，（─Δh表示缩短量，即路面存在凸起，+Δω相对ω多增加的角速度量；+Δh表示伸长量，路面存在凹陷，─Δω则是相对ω减少的角速度量）；
当车轮前端激光测距器（1）检测到路面存在一个凸起，凸突的高度为Δh，控制单元ECU（6）输出─Δh控制量后给直线电机，控制直线电机缩短─Δh；同时，控制单元ECU（6）输出Δω控制量后给轮毂电机，在原有角速度ω的基础上再增加一个角速度Δω；当车轮前端激光测距器（1）检测到路面存在一个凹陷，凹陷的深度为Δh，控制单元ECU（6）输出+Δh控制量后给直线电机，控制直线电机伸长Δh；同时，控制单元ECU（6）输出─Δω控制量后给轮毂电机（27），在原有角速度ω的基础上减少一个角速度Δω；在整个调节的过程中，受力传感器（3-1）用于检测车轮的转速变化，位移传感器（5）用于检测直线电机的长度调节量；
车辆在启动前处于静止状态，磁流体（36）的压力被受力传感器（3-1）精确检测，获得一个静态测量值，这个值就是受力预先测定值，被预先存储到单片机的存储器中，在调节的过程中，磁流体（36）的压强与受力预先测定值进行比较，根据比较值来调节磁流体阻尼控制装置（35）电流的大小，保证直线电机在伸长和缩短时，磁流体（36）内的压强与预先设定值严格相等，实现恒力控制；
车辆在运行的过程中，根据路面的平整状况通过高压空气泵（42）来调节空气弹簧高压气室（37）内的压力，来改变直线电机电磁悬架（41）的长度，同时，由于悬架振动为非线性振动，通过调节磁流体阻尼控制装置（35）电流的大小，不可能完全实现恒力控制，会有剩余震动余波出现，通过空气弹簧来吸收掉大部分振动与波；
直线电机控制单元：包括受力液压管（2）、受力传感器（3-1）、位移传感器（5）、直线电机电磁导轨（4）、控制单元ECU（6）、控制单元ECU供电线（7）、蓄电池（8）、信号线（9）、U形电磁铁线圈供电线（20）；受力传感器（3-1）与受力液压管（2）相连通，受力传感器（3-1）和位移传感器（5）分别通过信号线9与控制单元ECU（6）连接，控制单元ECU（6）通过信号调制功率放大后与U形电磁铁线圈供电线（20）相连，蓄电池（8）与控制单元ECU供电线（7）相连；
所述直线电机包括U形电磁铁（10）、U形电磁铁固定筒（14）、推力滑块磁齿（15）、推力滑块（17）、推力杆（18）、推力滑块磁齿线圈供电线（21）；直线电机的外壁为U形电磁铁固定筒（14），该固定筒嵌套安装在直线电机缸体（30）内，U形电磁铁固定筒（14）内设有U型电磁铁（10），U型电磁铁（10）上缠绕U型电磁铁线圈（20），导轨均分设有A、B两类U型电磁铁线圈，A类线圈分别是奇数项L1、L3、L5、…L2n+1，B类U型电磁铁线圈分别是偶数项L2、L4、L6、…、L2n，两类线圈根据位置信号轮流通电后产生U型电磁铁线圈N极12和U型电磁铁线圈S极13，共计2×n×2×2个磁极，所有磁极均分导轨，n的取值范围根据导轨的长度来确定U型电磁铁（n取值越密，控制越精密），直线电机电磁导轨4的直径根据U型电磁铁尺寸来确定，U型电磁铁（10）的尺寸则根据助力的强度来确定，推力滑块（17）上装有多个推力滑块磁齿（15），推力滑块（17）的下面设有推力杆（18），控制单元ECU（6）与推力滑块磁齿线圈供电线（21）连接；
推力滑块磁齿（15）的数量根据助力的强度来确定，推力滑块磁齿（15）和U形电磁铁（10）之间的间隙小于3mm；推力滑块磁齿（15）的宽度小于U型电磁铁磁极的间隔，推力滑块磁齿为电磁铁，具有组合结构，推力滑块（17）上设置m组推力滑块磁齿（15），每一组磁齿的电磁线圈为同一根绕向相反的两线圈构成，形成一对磁力相反的电磁铁，推力滑块（17）上下设置推力滑块滑动燕尾槽（16），推力滑块磁齿线圈供电线（21）置入中心空腔内，U形电磁铁线圈供电线（20）位于电磁铁线圈供电线线管（19）内，电磁铁线圈供电线线管（19置入U形电磁铁（10）和直线电机电磁导轨（4）两侧的间隙中；
包括两路信号放大电路，U形电磁铁（10）的A类L2n+1线圈与B类L2n电磁铁线圈并联，构成一组完备的U形电磁铁（10）电磁铁线圈，该组线圈中的A类L2n+1线圈输入端与三极管Ta2n射极相连通，该组线圈中的B类L2n电磁铁线圈输入端与三极管Tb2n射极相连通，该组所有线圈的输出端连通接地，每一组电磁铁线圈由相邻m+1个A类U形电磁铁线圈和相邻m个B类U形电磁铁线圈并联构成，推力滑块磁齿（15）总计m组磁齿线圈并联，其中磁齿线圈为绕向相反的两线圈串联构成，电源正负极之间设置有电容C。
所述控制单元ECU（6）在工作过程中，根据受力传感器（3-1）信号和激光测距器（1）进行信号调制，调制两路信号放大电路，分别用于放大受力信号和位置信号，位置信号为n对正反方波电压信号，相邻方波电压相反，幅值相等方波对信号的数量n决定位移大小，正反方波与反正方波的位移方向相反；位置信号被放大成为方波电压，相邻方波电压相反，幅值相等，利用全对称互补OTL放大电路将正负方波进行分离，正方波电压控制三极管Ta1、Ta3、…、Ta2n-1的开启和关断，出现正方波打开三极管，否则关断，负方波电压控制三极管Tb1、Tb3、…、Tb2n-1开启和关断，出现负方波打开三极管，否则关断；这样就让相应的电磁线圈处于工作状态。
受力传感器（3-1）给出初始受力信号值，即受力预先测定值存入控制单元ECU（6）内的存储芯片中，受力先测定值信号通过控制单元ECU（6）转换为正弦波电压信号，并进行放大，电压幅值的大小对应于预先受力的大小，电压的正负对应受力的方向，利用全对称互补OTL放大电路将正负波进行分离，正波电压通过三极管Ta2、Ta4、…、Ta2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于正波电压；负波电压通过三极管Tb2、Tb4、…、Tb2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于负波电压；预先受力值是恒定的，使得直线电机在运动过程中，处于恒力与运动；
采用m组推力滑块磁齿（15），每一组磁齿的电磁线圈为同一根绕向相反的两线圈构成，形成一对磁力相反的电磁铁，若是正波电压，打开三极管Ta2、Ta4、…、Ta2n，A类U型电磁铁的电磁线圈L1、L3、L5、…、L2n+1与B类U型电磁铁的电磁线圈L2、L4、L6、…、L2n轮流通电，构成电磁铁，U形电磁铁一侧均为U形电磁铁线圈N极（12），另一侧则为U形电磁铁线圈S极（13），共计有4个A类U形电磁线圈通电，U形电磁铁之间的推力滑块磁齿（15）的磁极为NS，对应一侧的磁极为N极，该磁齿处于两N极之间，产生一个推力；对应的另一侧为S极，同样，该磁齿处于两S极之间，也产生一个推力，三组磁齿形成合力；若是负波电压通过三极管Tb2、Tb4、…、Tb2n基极控制该三极管射极电流大小，电流方向相反，A类U型电磁铁的电磁线圈L1、L3、L5、…、L2n+1与B类U型电磁铁的电磁线圈L2、L4、L6、…、L2n轮流通电，则所有磁极反向，力的方向相反，在对应U型电磁铁的电磁线圈Li前反向设置一对二极管Di，保证该电磁线圈在一种电流状况下工作，磁力的强弱决于磁齿线圈和U形线圈电流的大小，线圈电流又决定于受力传感器（3-1）所受力的大小，受力传感器（3-1）所受的力通过受力液压管（2）直接感受到受力体施加的反作用力。这样的推力杆（18）助力严格正比于人施加在受力传感器（3-1）上的力，既不会滞后也不会超前，这在原理上就杜绝了超调的产生。
可采用压电转换器件构成受力传感器（3-1），将该受力传感器（3-1）的输出信号按要求进行整理，即满足电压幅值的大小对应于受力的大小，电压的正负对应受力方向。利用全对称互补OTL放大电路将正负波进行分离，正波电压通过三极管Ta2、Ta4、…、Ta2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于正波电压；负波电压通过三极管Tb2、Tb4、…、Tb2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于负波电压。
位置信号通过奇数三极管控制打开和关闭；受力信号通过偶数项的三极管来控制电流强弱，如图4和图5所示，从图5中可以看出，产生A类电磁铁线圈效应通过奇数类Ta和Tb串接共同管控电磁线圈Li，奇数类三极管和偶数类三极管之间通过一对二极管Di分开，产生B类电磁铁线圈效应通过偶数类Ta和Tb串接共同管控电磁线圈Li，由于二极管的单向导通性，使得奇数类Ta和Tb工作时线圈内具有正电流，产生A类电磁铁效应；而偶数类Ta和Tb工作时线圈内具有反电流，产生B类电磁铁效应。这里Ta类三极管负责何时打开和关闭线圈电流；Tb类三极管负责线圈电流大小，两者协调工作实现电磁线圈Li的有序控制。
位置信号控制电磁线圈处于可工作状态，受力信号控制电磁线圈的电流大小，即决定助力受力的大小，两者协调才能正确工作。
m是推力滑块（17）上装有多个推力滑块磁齿（15）的数量，m的数量由助理的大小确定，设每一推力滑块磁齿（15）产生的电磁力为Fi，需要助力的力量是F=F1+F2+…+Fi+…+Fm，共计m个推力滑块磁齿。
m与n的关系： U形电磁铁固定筒（14）的长度决定了设备助力移动的长度L，该长度分布有n组A类及B类磁极，每一类磁极的数量等于m，即与推力滑块磁齿（15）的磁极数量m对应相等。每一组A类及B类磁极的组合长度为△L，△L内包含m对磁极，那么n=L/△L。L的长度由悬架调控范围长度来确定。运动范围的扩大：在位置传感器4上移动h，在U形电磁铁固定筒（14）的移动量就是△L，运动量由控制单元ECU（6）的方波组数n决定，助力由受力预先值决定。
磁流体阻尼控制单元：包括控制单元ECU（6）、气液隔离活塞（22），磁流体缸体（23），29-保护胶垫（29），端头封堵活塞（33），磁流体阻尼控制装置（35），磁流体（36），受力液压管（2），受力传感器（3-1）；
磁流体缸体（23）内设有气液隔离活塞（22）和端头封堵活塞（33），两个活塞之间装有（参见图7）磁流体（36），磁流体（36）的压力通过受力液压管（2）与传递给受力传感器（3-1），受力信号传输至控制单元ECU（6），控制单元ECU（6）的电流控制线连接磁流体阻尼控制装置（35）。
磁流体阻尼控制原理：和传统油液减震器一样，依靠油液在节流孔的流动实现阻尼效果，只是电磁减震器内的油液是一种新型的电磁液，它是由合成碳氢化合物以及3至10微米大小的磁性粒子组成的，称为磁流变液。一旦悬架受到冲击，磁流变液的压力变化便通过受力液压管（2）与传递给受力传感器（3-1），控制单元ECU（6）发出脉冲信号给磁流体阻尼控制装置（35）的控制线圈，线圈内便会产生电压，从而形成一个磁场，改变其中粒子的排列方式。这些粒子会按垂直于油流的方向排列，从而起到阻碍油在活塞通道内流动的效果，如此便能改变减震特性，由于减震器阻尼可随着电磁强弱无级变化，最高频率可达1/1000秒，调节的范围也非常宽泛。除了极快的响应速度，磁流体阻尼控制的功耗对于整车来说几乎可以忽略不计，并且整个系统没有复杂的机械结构，磁流变体形态变化的可逆性非常高，长期高负荷运动下也不会出现明显衰竭，具有稳定可靠、经久耐用的特点，可以实现阻尼精准调节，使得推力杆（18）在震动过程中保持恒力运动。
空气弹簧控制单元：包括控制单元ECU（6）、空气弹簧高压气室（37）、受力传感器（3-1）、磁流体缸体（23）、信号线（9）、高压空气端口（11）、气液隔离活塞（22）、高压空气泵（42）构成；磁流体缸体（23）内的顶端腔室为空气弹簧高压气室（37），通过气液隔离活塞（22）将磁流体（36）隔离，高压空气泵（42）通过高压气管与高压空气端口（11）连通，控制单元ECU（6）的信号线（9）及控制线路连接高压空气泵（42）。
工作原理：空气弹簧是以空气弹簧为弹性元件，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的压缩气体的气压能够随载荷和道路条件变化，通过气液隔离活塞（22）传递给磁流变液，磁流变液的压力变化便通过受力液压管（2）与传递给受力传感器（3-1）后，将压力信号传输给控制单元ECU（6），控制单元ECU（6）发出控制信号给高压空气泵（42），高压空气泵（42）通过高压空气管调节空气弹簧高压气室（37）的压力值，达到最佳的空气弹簧压力值。
其作用是调整悬架的刚度以及初始悬架离地间隙，进一步消除残余的压力波动，抹平剩余震动，实现第三级恒力控制，这样就实现了进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度不会变化，可以大大提高乘坐的舒适性，空气弹簧悬架因其独特的性能和适应性，正在逐步打入传统的钢板和螺旋弹簧领域。
空气弹簧的运动性能特点是：负载能力可调；弹性系数随负载变化；负载变化肘,固有频率几乎不变；固有频率较低。这些特点决定了空气悬架具有以下优点：(1)乘坐更舒适安全；(2)改善车辆的行驶平顺性；(3)延长轮胎和制动片的使用寿命；(4)负载变化时车身高度不变；(5)减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本；(6)减少对道路的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用；(7)延长车辆的使用寿命并增加折旧值。
本发明的有益效果：本发明涉及一种瞬态主动式直线电机电磁悬架，属于汽车悬架技术领域。为主动式悬架，采用轮毂悬架整体结构，控制及执行机构均安装在车轮内，轮毂内安装直线电机电磁悬架，该悬架由三个子控制单元组成，可实现瞬态回能平顺性控制，其中第一个子单元是直线电机控制单元，负责悬架离地间隙的控制，采用恒力控制，在运动过程中处于恒力状态，为第一级恒力控制；第二个子单元是磁流体阻尼控制单元，直线电机控制单元无法完全实现恒力控制，剩余的压力波动通过磁流体阻尼控制单元进行消除，实现二级恒力控制；采用全新的控制模式，根据路面状况瞬态调精准整离地间隙和阻尼，主动消除了车辆震动，避免了现有电磁悬架忙于应对非线性震荡的缺点，把震动消灭在萌芽态，真正实现了主动控制，降低了制造成本，将是未来电动车发展的必然选择，极具市场前景。
附图说明
图1为本发明整体系统结构示意图；
图2为直线电机电磁悬架结构原理示意图；
图3为本发明直线电机电磁导轨截面示意图；
图4为本发明直线电机电磁导轨A-A剖面俯视结构示意图；
图5为本发明受力及位置信号放大电路原理图；
图6本发明电磁助力系统电路原理图；
图7本发明控制流程示意图；
图8本发明结构示剖面意图；
图9本发明外观示意图；
图10 电动汽车驱动电机的分类；
图11变压变频控制的异步电机系统框图；
图12 PMSM直接转矩控制系统结构；
图13 直接转矩控制异步电机速度框图；
图14 感应电动机的模型参考自适应系统框图；
图15 感应电动机的滑模控制系统框图；
图16 感应电动机的效率优化磁场定向控制调速系统框图。
图1-9中各标号为：1-激光测距器，2-受力液压管，3-1-受力传感器，3-2-转速传感器，4-直线电机电磁导轨，5-位移传感器，6-控制单元ECU，7-控制单元ECU供电线，8-蓄电池，9-信号线，10-U形电磁铁，11-高压空气端口，12-U形电磁铁线圈N极，13-U形电磁铁线圈S极，14-U形电磁铁固定筒，15-推力滑块磁齿，16-推力滑块滑动燕尾槽，17-推力滑块，18-推力杆，19-电磁铁线圈供电线线管，20-U形电磁铁线圈供电线，21-推力滑块磁齿线圈供电线，22-气液隔离活塞，23-磁流体缸体，24-嵌套固定缸体，25-活动窗口，26-刹车盘，27-轮毂电机，28-轮毂电机主轴，29-保护胶垫，30-直线电机缸体，31-嵌套固定缸体环形护板，32-刹车片，33-端头封堵活塞，34-轮毂，35-磁流体阻尼控制装置，36-磁流体，37-空气弹簧高压气室，38-车架，39-轮毂电机电源线，40-直线电机电磁悬架电源线，41-直线电机电磁悬架，42-高压空气泵，43-连接固定板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：本发明可在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器，传感器与控制单元ECU（6）相连，控制单元ECU（6）与磁流体阻尼控制装置（35）和受力传感器（3-1）相连。当车辆行驶在崎岖不平的路面上时，车轮位移传感器会以最高每秒1000次的频率探测路面，并实时将信号传送至车载控制系统，该控制系统基于Skyhook算法，会实时发出指令至各个减振器内磁流体阻尼控制装置（35）的电磁线圈，通过改变电流改变磁场，电流越大，磁场越强，阻尼越大。磁流体阻尼控制装置（35）共有两组电磁线圈，其作用格外重要，它们产生的可变磁流将穿过磁流变液并使其产生形态变化。
直线电机电磁悬架（41）每1/1000秒就可以完成一次减震阻尼的变化，而调节的依据则来自遍布周身的侦测系统所采集的参数，其中既包括路面信息，也包括车速、加速度、方向盘角度等车辆本身的运动信息。通过精确运算，直线电机电磁悬架（41）阻尼设置可以随时与路面和车辆运动状态相匹配，相当于每1毫秒都有专业工程师团队为驾驶者进行一次悬挂调校。
本发明所采用的轮毂电机可以是多种形式的电机，目前的电机有交流电机和直流电机，具体分类参见图10。
交流异步电机的调速控制方式
1.变频变压控制，具体控制参见图11；
2.矢量控制；
3.直接转矩控制，具体控制可参见图12。
感应电动机的调速控制方式
1.自适应控制方式，参见图13；
2. 滑模控制方式，具体参见图14；
3. 效率优化磁场定向控制方式，具体参见图15。
永磁同步电机调速控制方式
1.矢量控制，包括Id=0控制、最大转矩/电流比控制和弱磁控制；
2. 直接转矩控制，具体参见图16。
开关磁阻电机的调速控制方式
1. 角度控制法(APC)；
2.电流斩波控制法（CCC），包括限制电流上下幅值的控制和电流上限和关断时间恒定控制；
3. 电压控制法(VC)
4. 组合控制，包括高速与低速电流斩波控制和变角度电压PWM控制组合
在上述所有调速过程中，原有的转速是由驾驶员油门踏板给出的参考速度，这个速度是驾驶员预期给定的速度，在此基础上根据即激光测距器（1）测定路面的坑洼程度，控制单元ECU（6）自动附加输入一个速度量，这是由路面确定的，与驾驶员操控无关。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种瞬态主动式直线电机电磁悬架，其特征在于：采用轮毂悬架整体式结构，控制及执行机构均安装在车轮内，轮毂（34）内安装有刹车盘（26）、刹车片（32）以及直线电机电磁悬架（41），直线电机电磁悬架（41）由三个子控制单元组成，可实现瞬态回能平顺性控制，其中第一个子单元是直线电机控制单元，负责悬架离地间隙的控制，采用恒力控制，在运动过程中处于恒力状态，为第一级恒力控制；第二个子单元是磁流体阻尼控制单元，直线电机控制单元无法完全实现恒力控制，剩余的压力波动通过磁流体阻尼控制单元进行消除，实现二级恒力控制；第三个子单元是空气弹簧控制单元，负责调整悬架的刚度以及初始悬架离地间隙，进一步消除残余的压力波动，抹平剩余震动，实现第三级恒力控制；
每一个车轮是一个独立的智能主动调控装置，四个车轮的控制单元ECU（6）与车载电脑连通，在独立调控的同时，可联合协调工作，当车辆在转弯的时候，每个车轮的加速度、陀螺仪、转速信号传输到车载电脑中，用车载电脑的侧倾程序进行分析，直接给出指令，协调控制直线电机电磁悬架（41）改变长度，实现车辆自动侧倾功能；当车辆在坑洼路面上，某个车轮被陷入坑凹，根据重力分布原理，受力传感器会把四个轮子的受力情况传输给车载电脑，车载电脑会根据重力均分程序进行分析计算，调整改变直线电机电磁悬架（41）受力状态，协调控制另外三个没有陷入坑凹驱动车轮，使车辆脱困；
直线电机电磁悬架控制系统：由激光测距器（1）、车载电脑、位移传感器（5），受力传感器（3-1）、转速传感器（3-2）、嵌套固定缸体（24）、磁流体缸体（23）、气液隔离活塞（22）、端头封堵活塞（33）、磁流体（36）、磁流体阻尼控制装置（35）、空气弹簧高压气室（37）、高压空气端口（11）、活动窗口（25）、直线电机缸体（30）、高压空气泵（42）、控制单元ECU（6）、加速度-陀螺仪合传感器、轮毂电机（27）、直线电机电磁悬架（41）、连接固定板（43）构成；
嵌套固定缸体（24）上端内嵌套有磁流体缸体（23），该缸体内设有气液隔离活塞（22）和端头封堵活塞（33），两个活塞之间装有（参见图8）磁流体（36），气液隔离活塞（22）下方位置设有受力液压管（2），受力液压管（2）与受力传感器（3-1）连接，受力传感器（3-1）上再固定安装有转速传感器（3-2），磁流体（36）内置入磁流体阻尼控制装置（35），磁流体阻尼控制装置（35）固定安装在推力杆（18）上端，磁流体缸体（23）顶端与气液隔离活塞（22）之间为空气弹簧高压气室（37），磁流体缸体（23）顶端设有高压空气端口（11），嵌套固定缸体（24）的下端内嵌套安装直线电机缸体（30），直线电机缸体（30）的外侧缸壁与轮毂电机主轴（28）固定连接，嵌套固定缸体（24）的两侧设有活动窗口（25），直线电机缸体（30）可以在活动窗口（25）限制范围内上下运动，嵌套固定缸体（24）上设有嵌套固定缸体环形护板（31）防止直线电机缸体（30）上下运动发生偏移，直线电机缸体（30）上端内嵌套安装磁流体缸体（23）；嵌套固定缸体（24）与磁流体缸体（23）具有一体结构，嵌套固定缸体（24）的外侧壁通过连接固定板（43）与车架（38）连接固定，连接固定板（43）上安装有轮毂电机电源线（39）接线端头、直线电机电磁悬架电源线（40）接线端头，信号线（9）接线端头、控制单元ECU（6），控制单元ECU（6）内安装有加速度&陀螺仪传感器；U形电磁铁固定筒（14）的顶端设有保护胶垫（29）；
在每一个车轮的前端车架上安装有激光测距器（1）测量车架与地面之间的距离，测距信号传输到控制单元ECU（6），经过信号滤波处理和计算之后，获得地面凹凸不平与地面瞬态间距为l，理想平面之间的距离为平均值L，地面凹凸的该变量Δh =L─l，另一方面转速传感器也同时将所测信号传输到控制单元ECU（6），获得车轮角速度ω，瞬态调速控制法则满足Δω=─Δhω，（─Δh表示缩短量，即路面存在凸起，+Δω相对ω多增加的角速度量；+Δh表示伸长量，路面存在凹陷，─Δω则是相对ω减少的角速度量）；
当车轮前端激光测距器（1）检测到路面存在一个凸起，凸突的高度为Δh，控制单元ECU（6）输出─Δh控制量后给直线电机，控制直线电机缩短─Δh；同时，控制单元ECU（6）输出Δω控制量后给轮毂电机，在原有角速度ω的基础上再增加一个角速度Δω；当车轮前端激光测距器（1）检测到路面存在一个凹陷，凹陷的深度为Δh，控制单元ECU（6）输出+Δh控制量后给直线电机，控制直线电机伸长Δh；同时，控制单元ECU（6）输出─Δω控制量后给轮毂电机（27），在原有角速度ω的基础上减少一个角速度Δω；在整个调节的过程中，受力传感器（3-1）用于检测车轮的转速变化，位移传感器（5）用于检测直线电机的长度调节量；
车辆在启动前处于静止状态，磁流体（36）的压力被受力传感器（3-1）精确检测，获得一个静态测量值，这个值就是受力预先测定值，被预先存储到单片机的存储器中，在调节的过程中，磁流体（36）的压强与受力预先测定值进行比较，根据比较值来调节磁流体阻尼控制装置（35）电流的大小，保证直线电机在伸长和缩短时，磁流体（36）内的压强与预先设定值严格相等，实现恒力控制；
车辆在运行的过程中，根据路面的平整状况通过高压空气泵（42）来调节空气弹簧高压气室（37）内的压力，来改变直线电机电磁悬架（41）的长度，同时，由于悬架振动为非线性振动，通过调节磁流体阻尼控制装置（35）电流的大小，不可能完全实现恒力控制，会有剩余震动余波出现，通过空气弹簧来吸收掉大部分振动与波。
2.根据权利要求1所述的瞬态主动式直线电机电磁悬架，其特征在于： 直线电机控制单元：包括受力液压管（2）、受力传感器（3-1）、位移传感器（5）、直线电机电磁导轨（4）、控制单元ECU（6）、控制单元ECU供电线（7）、蓄电池（8）、信号线（9）、U形电磁铁线圈供电线（20）；受力传感器（3-1）与受力液压管（2）相连通，受力传感器（3-1）和位移传感器（5）分别通过信号线9与控制单元ECU（6）连接，控制单元ECU（6）通过信号调制功率放大后与U形电磁铁线圈供电线（20）相连，蓄电池（8）与控制单元ECU供电线（7）相连；
所述控制单元ECU（6）在工作过程中，根据受力传感器（3-1）信号和激光测距器（1）进行信号调制，调制两路信号放大电路，分别用于放大受力信号和位置信号，位置信号为n对正反方波电压信号，相邻方波电压相反，幅值相等方波对信号的数量n决定位移大小，正反方波与反正方波的位移方向相反；位置信号被放大成为方波电压，相邻方波电压相反，幅值相等，利用全对称互补OTL放大电路将正负方波进行分离，正方波电压控制三极管Ta1、Ta3、…、Ta2n-1的开启和关断，出现正方波打开三极管，否则关断，负方波电压控制三极管Tb1、Tb3、…、Tb2n-1开启和关断，出现负方波打开三极管，否则关断；这样就让相应的电磁线圈处于工作状态；
受力传感器（3-1）给出初始受力信号值，即受力预先测定值存入控制单元ECU（6）内的存储芯片中，受力先测定值信号通过控制单元ECU（6）转换为正弦波电压信号，并进行放大，电压幅值的大小对应于预先受力的大小，电压的正负对应受力的方向，利用全对称互补OTL放大电路将正负波进行分离，正波电压通过三极管Ta2、Ta4、…、Ta2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于正波电压；负波电压通过三极管Tb2、Tb4、…、Tb2n基极控制该三极管射极电流大小，电流的大小正比于负波电压；预先受力值是恒定的，使得直线电机在运动过程中，处于恒力与运动。
3.根据权利要求1或2所述的瞬态主动式直线电机电磁悬架，其特征在于：磁流体阻尼控制单元包括控制单元ECU（6）、气液隔离活塞（22），磁流体缸体（23），29-保护胶垫（29），端头封堵活塞（33），磁流体阻尼控制装置（35），磁流体（36），受力液压管（2），受力传感器（3-1）；
磁流体缸体（23）内设有气液隔离活塞（22）和端头封堵活塞（33），两个活塞之间装有（参见图7）磁流体（36），磁流体（36）的压力通过受力液压管（2）与传递给受力传感器（3-1），受力信号传输至控制单元ECU（6），控制单元ECU（6）的电流控制线连接磁流体阻尼控制装置（35）。
4.根据权利要求1所述的瞬态主动式直线电机电磁悬架，其特征在于：空气弹簧控制单元由控制单元ECU（6）、空气弹簧高压气室（37）、受力传感器（3-1）、磁流体缸体（23）、信号线（9）、高压空气端口（11）、气液隔离活塞（22）、高压空气泵（42）构成；磁流体缸体（23）内的顶端腔室为空气弹簧高压气室（37），通过气液隔离活塞（22）将磁流体（36）隔离，高压空气泵（42）通过高压气管与高压空气端口（11）连通，控制单元ECU（6）的信号线（9）及控制线路连接高压空气泵（42）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710535992.1A CN107264211B (zh) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | 一种瞬态主动式直线电机电磁悬架 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710535992.1A CN107264211B (zh) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | 一种瞬态主动式直线电机电磁悬架 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107264211A true CN107264211A (zh) | 2017-10-20 |
| CN107264211B CN107264211B (zh) | 2019-09-27 |
Family
ID=60069769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710535992.1A Active CN107264211B (zh) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | 一种瞬态主动式直线电机电磁悬架 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107264211B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109795279A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-05-24 | 西安科技大学 | 多模式混合悬架作动器及其控制方法 |
| CN110126574A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-08-16 | 深圳市轱辘汽车维修技术有限公司 | 车辆减震控制方法、装置及终端设备 |
| CN111152616A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-15 | 合肥工业大学 | 一种磁流变阻尼悬架及其测控方法 |
| CN111716979A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-29 | 南京航空航天大学 | 一种匹配无悬架结构车辆的平顺性控制系统及方法 |
| CN112406446A (zh) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 现代自动车株式会社 | 车辆及其控制方法 |
| CN114633596A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-06-17 | 湖南聚源电驱智能装备有限公司 | 一种轮毂电机直驱汽车悬架结构 |
| WO2022266916A1 (zh) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | 周宇 | 瞬时可调电磁悬挂装置 |
| CN116476585A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-25 | 广东易事达新能源电动车科技有限公司 | 一种自适应悬挂结构 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103407341A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-11-27 | 江苏大学 | 主动悬架支持向量机广义逆复合控制器及其构造方法 |
| WO2014055639A1 (en) * | 2012-10-03 | 2014-04-10 | Bose Corporation | Active suspension system |
| CN105465261A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-06 | 西安科技大学 | 一种电磁馈能式车辆主动悬架作动器及其控制方法 |
| CN205185772U (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-27 | 西安科技大学 | 电磁馈能式车辆主动悬架作动器 |
-
2017
- 2017-07-04 CN CN201710535992.1A patent/CN107264211B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014055639A1 (en) * | 2012-10-03 | 2014-04-10 | Bose Corporation | Active suspension system |
| CN103407341A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-11-27 | 江苏大学 | 主动悬架支持向量机广义逆复合控制器及其构造方法 |
| CN105465261A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-06 | 西安科技大学 | 一种电磁馈能式车辆主动悬架作动器及其控制方法 |
| CN205185772U (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-27 | 西安科技大学 | 电磁馈能式车辆主动悬架作动器 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109795279A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-05-24 | 西安科技大学 | 多模式混合悬架作动器及其控制方法 |
| CN110126574A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-08-16 | 深圳市轱辘汽车维修技术有限公司 | 车辆减震控制方法、装置及终端设备 |
| CN110126574B (zh) * | 2019-04-25 | 2021-02-19 | 深圳市轱辘车联数据技术有限公司 | 车辆减震控制方法、装置及终端设备 |
| CN112406446B (zh) * | 2019-08-20 | 2024-03-26 | 现代自动车株式会社 | 车辆及其控制方法 |
| CN112406446A (zh) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 现代自动车株式会社 | 车辆及其控制方法 |
| CN111152616B (zh) * | 2020-01-08 | 2022-09-27 | 合肥工业大学 | 一种磁流变阻尼悬架及其测控方法 |
| CN111152616A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-15 | 合肥工业大学 | 一种磁流变阻尼悬架及其测控方法 |
| CN111716979B (zh) * | 2020-06-28 | 2021-07-23 | 南京航空航天大学 | 一种匹配无悬架结构车辆的平顺性控制系统及方法 |
| CN111716979A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-29 | 南京航空航天大学 | 一种匹配无悬架结构车辆的平顺性控制系统及方法 |
| WO2022266916A1 (zh) * | 2021-06-24 | 2022-12-29 | 周宇 | 瞬时可调电磁悬挂装置 |
| CN114633596A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-06-17 | 湖南聚源电驱智能装备有限公司 | 一种轮毂电机直驱汽车悬架结构 |
| CN116476585A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-25 | 广东易事达新能源电动车科技有限公司 | 一种自适应悬挂结构 |
| CN116476585B (zh) * | 2023-04-25 | 2024-01-26 | 广东易事达新能源电动车科技有限公司 | 一种自适应悬挂结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107264211B (zh) | 2019-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107264211B (zh) | 一种瞬态主动式直线电机电磁悬架 | |
| CN104057954B (zh) | 一种起重机的路况自适应系统及起重机 | |
| CN101795880B (zh) | 包括电磁致动器的用于车辆的悬架系统 | |
| JP5149443B2 (ja) | オートバイ用セミアクティブサスペンションシステムを制御する方法および装置 | |
| CN101522443B (zh) | 车辆用悬架系统 | |
| CN102189909A (zh) | 一种车辆半主动悬架天棚阻尼频率滤波控制策略 | |
| CN104487269B (zh) | 悬架控制系统和控制悬架装置的方法 | |
| CN107323199A (zh) | 一种新的半主动油气悬架控制系统及方法 | |
| CN106647256A (zh) | 一种基于h∞ pid的主动悬架控制系统及控制方法 | |
| CN102729760A (zh) | 汽车半主动悬架系统实时最佳阻尼控制算法 | |
| CN104309437A (zh) | 车辆空气悬架非线性刚度实时最优控制的设计方法 | |
| CN103079849A (zh) | 车辆的控制装置 | |
| CN103223836A (zh) | 电动悬架控制装置 | |
| CN106114111B (zh) | 一种含有驾驶行为预测模型的可调阻尼馈能悬架系统及其控制方法 | |
| CA2053916A1 (en) | Vehicle suspension system | |
| CN102267353B (zh) | 一种车用主动稳定杆的控制系统和控制方法 | |
| CN104691364A (zh) | 车辆用制驱动力控制装置 | |
| CN106926660B (zh) | 一种基于轮边驱动电动车的电磁悬架系统及其控制方法 | |
| CN105946496A (zh) | 一种基于天棚控制算法的悬挂控制系统 | |
| JP2020100319A (ja) | 車両のサスペンション制御装置 | |
| CN109515096A (zh) | 一种减震控制方法及装置 | |
| JP4529163B2 (ja) | システムの最適制御方法 | |
| CN112238724B (zh) | 用于车辆的稳定性系统及其控制单元和方法 | |
| CN206870783U (zh) | 一种新的半主动油气悬架控制系统 | |
| JP2011098688A (ja) | 車両用サスペンション装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190905 Address after: 221211 No. 6 Wangji Town Industrial Park, Suining County, Xuzhou City, Jiangsu Province Applicant after: JIANGSU JIASHENG AUTOMOBILE MANUFACTURING Co.,Ltd. Address before: 650224 Bailong Road Bailong Temple, Panlong District, Kunming City, Yunnan Province Applicant before: Chen Shuqiao |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 6, Wangji Town Industrial Park, Suining County, Xuzhou City, Jiangsu Province, 221211 Patentee after: Xuzhou Xuqi Automobile Technology Co.,Ltd. Address before: No. 6, Wangji Town Industrial Park, Suining County, Xuzhou City, Jiangsu Province, 221211 Patentee before: JIANGSU JIASHENG AUTOMOBILE MANUFACTURING Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |